天然气集输系统的安全技术探讨

摘 要：天然气集输系统具有操作压力高、而且介质具有易燃、易爆等特性，有的气田采出的天然气还含有腐蚀性和毒性都很强的H2S，为确保集输系统的安全运行，预防事故发生，深入分析并采取天然气集输系统的安全防护措施尤其重要。本文先通过介绍天然气集输系统的组成、工艺流程及其危险特性，然后对集输系统的安全措施作了深入的分析，希望对集输系统的安全管理水平的提升有一定帮助。

关键词：天然气 集输系统 防火防爆 防毒 限压保护

一、天然气集输系统的组成

天然气集输的整个过程中有井场、集气站、天然气处理厂、压气站、调压计量站、集气管网和输气干线、清管站、阴极保护等单元设施。

二、天然气集输的工艺流程

从地层开采的天然气含有水分、凝析油以及一些岩屑、砂粒等机械杂质，不宜直接输往用户，需对天然气进行必要的预处理，同时，对于两口井以上的天然气还需汇集集中处理。针对处理天然气的方式不同，天然气的集气就具有不同的工艺流程。一般分为井场流程和集气站流程，集气站流程又分为常温集气分离流程和低温集气分离流程两类。

三、天然气集输系统的危险特性

天然气的主要成分是甲烷，还含有一些乙烷、丙烷、丁烷等较重的烃类，含硫天然气还含有毒性很大的硫化氢气体。甲烷、乙烷等烃类及硫化氢气体都是易燃物质，与空气以一定比例混合后会形成爆炸性的气体混合物。这些因素给天然气集输的安全生产和人身安全带来极大的危险。

四、天然气集输系统的安全防护措施

1.集输管道的安全防护措施

1.1 集输管道的防火防爆措施

主要是防止管道泄漏和放空不当引起火灾，避免泄漏气体的燃烧和在封闭的空间内产生爆炸。主要内容包括几个方面：管道的强度设计应符合有关规程、规范的规定；管道施工必须保证焊接质量并符合现行标准规范的要求，同时采取强度试压和严密性试压来认定；在生产过程中应对管道进行定期测厚，并保持良好的维护管理以保证管道的安全运行；管道同其他建筑物、构筑物、道路、桥梁、公用设施及企业等保持一定的安全距离。

1.2 集输管道的防毒措施

含有硫化氢的天然气集输管道除了要预防火灾、爆炸危险事故之外，还应预防硫化氢中毒事故的发生。主要是集输管道应有正确的设计、施工和规范的操作管理，避免含硫天然气的泄漏。

1.3 集输管道的限压保护和放空

1.3.1 采气管道的限压保护

采气管道的限压保护一般通过井场装置的安全阀来实现。天然气集气站进站前管道上设置的紧急放空阀和超压报警设施，对采气管道的安全也能起保证作用。

1.3.2 集气管道的限压保护

集气管道的限压保护通常由出站管道上安全阀的泄压功能来实现，同时集气管道应有自身系统的截断和放空设施。集气支管道可在集气站的天然气出站阀之后设置集气支管放空阀；长度超过1km的集气支管，可在集气支管与集气干管相连接处设置支管截断阀。集气干管末端，在进入外输首站或天然气净化厂的进站截断阀之前，可设置集气干管放空阀，并在该处设置高、低压报警设施，该报警设施一般设在站内由站内操作人员管理维护。

2. 集输站场的安全防护措施

2.1 集输站场的防火防爆措施

集输站场的位置及周围建筑物的距离、集输站场的总图布置等应符合防火规范的规定；工艺装置和工艺设备所在的建筑物内，应具有良好的通风条件；凡可能有天然气散发的建筑物内应安装可燃气体报警仪。

2.2 集输站场的防毒措施

含有硫化氢的天然气集输站场应采取相应措施控制中毒事故的发生，主要措施有：在站场的工艺装置和有工艺设施的建筑物内，应装设硫化氢检测报警仪，避免操作人员误入有硫化氢泄漏的场所；操作和维护人员在取样和处理故障时应佩戴防毒器具；如需进入容器内检修，应事先对容器内的介质进行置换和吹扫，当容器内的氧含量大于18%、H2S含量小于10mg/m3时，才允许进行检修作业。

2.3 集输站场的限压保护和放空

2.3.1 井场装置的限压保护

高低压安全截断阀是一种以气体为动力的活塞式高低压截断阀。当采气管道的压力高于上限或低于下限时，安全截断阀即自动关闭。采气管道超过上限压力，一般是因为采气管道堵塞或集气站事故情况下紧急关闭进站截断阀而造成的。采气管道低于下限压力，一般是因为采气管道发生事故破裂所致。弹簧安全阀是一种超压泄放设备。管道系统具有不同压力等级时，为防止上一级压力失控，保护下一级压力系统的设备和管道，一般须装设泄压安全阀。

2.3.2 集气站的限压保护

通常集气站中的节流阀将全站操作压力分成两个等级。凡有压力变化的系统，在低一级的压力系统应设置超压泄压安全阀。安全阀与系统之间应安装有截断阀，以便检修或拆换安全阀时不影响正常生产。在正常操作时，安全阀之前的截断阀应处于常开状态，并加铅封。

常温分离单井集气站，在进、出站的截断阀之间，可在高压系统或在中压系统设一个紧急放空兼作检修时泄压放空的安全阀。放空气体应引出站外安全地段放空。常温分离多井集气站的多组平珩生产装置，在设置安全阀的管段附近，应同时设置一个检修泄压放空阀，并汇同安全阀的放空气体，合并引出站外放空管放空。在多组平行生产装置的汇气管上装设一个紧急放空阀，作为全站超压泄放之用。

低温分离集气站中，高压分离器和低温分离器之前分别设有节流阀，故有压力等级的变化，因此在高压分离器和低温分离器在前或后的管段上，应分别设置超压泄放安全阀。设在分离器进口管段上的安全阀，其泄放介质应考虑为气液混相，设在分离器出口管段上的安全阀，其泄放介质则为气相。

结语：

总之，我们应不断提升安全生产的管理观念，并根据天然气集输系统的特点采取各种有效的安全技术措施，时刻避免天然气集输安全事故的发生。

参考文献：

[1]田兰等，化工安全技术.北京：化学工业出版社，1984

[2]林存瑛等，天然气矿场集输.北京：石油工业出版社，1997

[3]冯叔初等，油气集输. 东营：石油大学出版社，1988